Российские учёные создали прозрачный фильтр от солнца

Исследователи Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС» при помощи модифицирования наночастиц оксида цинка получили универсальный защитный фильтр против ультрафиолетового излучения. Особенность фильтра в том, что его удалось сделать прозрачным, а не белым. 

Почти каждый человек «обгорал» на солнце. Причиной ожогов является воздействие на кожу ультрафиолетового излучения, сила которого превышает естественную защитную способность кожи к загару. Кроме того, ультрафиолетовое излучение разрушает многие полимеры (органическое стекло, полиэтилен, полипропилен), это явление известно как ультрафиолетовое старение.

Для защиты от вредного и разрушительного действия ультрафиолетового излучения во всем мире широко применяются различные фильтры или присадки, добавляемые в полимерные композиции и солнцезащитные кремы (опасность которых, кстати, недавно была доказана учёными). В качестве фильтров используются оксиды металлов, например, диоксид титана или оксид цинка. Однако первые могут обладать канцерогенным эффектом, а оксид цинка неудобен тем, что имеет белый цвет (из него, в частности, делают белую краску «белила цинковые»).

Чтобы решить задачу создания универсального ультрафиолетового фильтра, исследователи из НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Российского онкологического научного центра им. Н. Н. Блохина предложили способ химического синтеза наночастиц цинка с модифицированной поверхностью.

Исследователи научились управлять оптическими свойствами УФ-фильтров на основе наночастиц оксида цинка непосредственно в процессе их химического синтеза. В экспериментах раствор наночастиц, а также полипропиленовые плёнки с нанодобавкой продемонстрировали 100% поглощение ультрафиолета типа B.

Кандидат химических наук С.И. Сенатова измеряет величину дзета-потенциала наночастиц оксида цинка в растворе. Фото НИТУ «МИСиС».

«Мы синтезировали наночастицы оксида цинка с модифицированной поверхностью, — рассказывает одна из участниц исследования, научный сотрудник НИТУ «МИСиС», кандидат химических наук Светлана Сенатова. — Исследование того, как влияет модификация поверхности на химические и физические свойства наночастиц оксида цинка, показало, что полученные наночастицы могут успешно применяться в качестве фильтров для защиты от УФ-излучения. В опытах in vitro продемонстрировано отсутствие гемотоксичности синтезированных наночастиц с модифицированной силансодержащими соединениями поверхностью при инкубировании с кровью доноров».

Инкубирование (выдерживание в течение определённого времени) понадобилось для того, чтобы изучить, как наночастицы будут влиять на кровь здоровых людей, ведь крем с новым УФ-фильтром может потенциально проникать через слои кожи и попадать в организм человека.

По утверждениям авторов разработки, модифицирование поверхности наночастиц оксида цинка приводит к увеличению их прозрачности в видимой части спектра, что позволяет использовать их не только в составе солнцезащитных кремов, но и при изготовлении прозрачных полимеров.

Внешний вид дисперсий оксида цинка в воде, содержащих немодифицированые (слева) и модифицированые (справа) нанопорошки. Внешний вид дисперсий оксида цинка в воде, содержащих немодифицированые (слева) и модифицированые (справа) нанопорошки. Фото НИТУ «МИСиС».

Такие материалы могут использоваться, например, при изготовлении прозрачных пищевых контейнеров, плёнок или в облицовочных панелях конструкций, устанавливаемых под открытым небом. Кроме того, модифицирование поверхности наночастиц позволит снизить количество добавляемого УФ-фильтра в 5-10 раз, что влечёт за собой положительный экономический эффект, сообщает РИА Новости.

Результаты исследований были опубликованы в журналах Current Nanoscience и Journal of Alloys and Compounds (первая и вторая статьи соответственно).

Напомним, что ранее мы рассказывали о стёклах, которые превращают ультрафиолет в свет. 

Источник: vesti.ru